> FocusUnimore > numero 26 – giugno 2022

Autism: an innovative technique to explore the neurocognitive mechanisms underlying the cooperation between subjects

The FAR project “Inter-brain synchronization during face-to-face interaction: EEG-hyperscanning during empathic and cooperative interaction in Autism”, whose Principal investigator is Prof. Angela Ciaramidaro of the Department of Biomedical, Metabolic and Neural Science, aims to explore the neurocognitive mechanisms underlying cooperation and empathy in patients with autism through an innovative social neuroscience technique, called Hyperscanning, with a technique developed to detect simultaneous electroencephalographic recordings on different subjects for the study of the cerebral bases of social cognition. This new approach, called “hyperscanning”, is based on the simultaneous recording of brain signals in a couple (or in a group of people) during real interactions. Specifically, this project will see the use of a dual system of Electro-encephalogram (EEG), the EEG-hyperscanning, which will allow for the simultaneous acquisition of the cortical electrical activity of a couple (composed of a healthy individual and a patient with ASD) engaged in real social interaction. The couple will be studied as a single system (system 2 in1) and not as two separate entities. 

Il progetto FAR “Inter-brain synchronization during face-to-face interaction: EEG-hyperscanning during empathic and cooperative interaction in Autism”, che ha come Principal investigator la Prof.ssa Angela Ciaramidaro e come componenti del gruppo di ricerca la Prof.ssa Maristella Scorza, la Prof.ssa Alessia Cadamuro e il Prof. Sandro Rubichi del Laboratorio di Psicologia Cognitiva e Applicata con sede a Reggio Emilia (Dipartimento di Scienze Biomediche, Metaboliche e Neuroscienze), si pone l’obiettivo di esplorare i meccanismi neuro-cognitivi alla base della cooperazione e dell’empatia in pazienti con autismo attraverso un’innovativa tecnica delle neuroscienze sociali, chiamata Hyperscanning

Questa tecnica infatti consente di rilevare registrazioni elettroencefalografiche simultanee su diversi soggetti per lo studio delle basi cerebrali della cognizione sociale.

Il progetto parte da un interrogativo: in quale misura i pazienti con autismo sono in grado di cooperare con l’altro e di dimostrare empatia nei confronti di un’altra persona? Una delle caratteristiche principali e pervasive dell’autismo è infatti il ridotto interesse per le interazioni sociali, caratterizzato anche da difficoltà comunicative e dalla limitazione a interessi stereotipati spesso bizzarri. Nello specifico questi pazienti mostrano difficoltà ad attribuire stati mentali agli altri e a comprendere la mente altrui, fallendo così anche in semplici compiti dove è richiesto di adottare la prospettiva dell’altro. Un’ipotesi che ha ricevuto conferme empiriche sostiene come il disturbo autistico dipenda anche da uno sviluppo anomalo di un meccanismo neuro-cognitivo di base, il sistema mirror, generando nei pazienti autistici una difficoltà a comprendere le emozioni altrui e a sintonizzarsi affettivamente con l’altro. 

La maggior parte degli studi si basa generalmente su un approccio tradizionale che studia il cervello “di un singolo individuo” in isolamento, un approccio lontano da una reale interazione sociale. Recentemente, il miglioramento metodologico e tecnologico nelle tecniche brain imaging, ha portato allo sviluppo di sistemi multipli di registrazione simultanea tra più cervelli. Questo nuovo approccio, chiamato “hyperscanning”, si basa di fatto sulla registrazione simultanea di segnali cerebrali in una coppia (o in un gruppo) durante interazioni reali

Nello specifico, in questo progetto verrà impiegato un sistema duale di Elettro-encefalogramma (EEG), l’EEG-hyperscanning, che permetterà di acquisire simultaneamente l’attività elettrica corticale di una coppia (composta da un individuo sano e da un paziente con ASD) impegnati in una interazione sociale reale. La coppia in esame verrà studiata come un unico sistema (sistema 2 in1) e non come due entità separate. Inoltre, essendo la tecnologia EEG portatile e adattabile a diverse condizioni sperimentali, questo sistema permetterà di analizzare le due persone durante momenti di naturale interazione e non in situazioni sperimentali di laboratorio lontane dalla realtà sociale. 

In questo progetto, l’esplorazione dell’interazione sociale realistica verrà articolata in due diversi contesti sociali:

  • Menti cooperative: una specifica forma di collaborazione, chiamata “joint action”, prevede che due agenti coordino le loro azioni reciproche in un mutuo scambio finalizzato al raggiungimento di un obiettivo comune. Verrà utilizzato un compito motorio in cui due persone debbano sincronizzare e coordinare le loro azioni motorie per raggiungere uno scopo comune.  
  • Menti empatiche ed altruistiche: l’empatia è la capacità umana di condividere i sentimenti degli altri osservando il loro stato affettivo, e che porta ad una risposta affettiva simile nell’osservatore. Mediante l’impiego di un compito che prevede un gioco monetario, si intende studiare la sincronizzazione emotiva di un osservatore con lo stato affettivo di una seconda persona che viene trattata ingiustamente da una terza persona, così da esplorare le attivazioni corticali durante un’interazione empatica e il conseguente comportamento altruistico. 

“La riuscita di questo progetto aprirà nuove strade per la comprensione e il trattamento dei disturbi dello spettro autistico evidenziando una migliore comprensione nei meccanismi cerebrali della cognizione sociali dei pazienti con autismo” – ha commentato la Prof.ssa Angela Ciaramidaro.

Autismo: una tecnica innovativa per esplorare i meccanismi neuro-cognitivi alla base della cooperazione tra soggetti